セルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ
【課題】複数のパッケージ間の糸端同士を結びつけて高次工程を連続操業するときに、高次加工性と製品品位の向上を可能にするセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージを提供する。
【解決手段】アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステル７５〜９５重量％と、多価アルコール系可塑剤５〜２５重量％とを含む組成物を製糸化し、伸度を２０〜４０％にしたマルチフィラメントをボビンに巻付けたチーズ状パッケージであって、前記パッケージの最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度と、該最内層と最外層を除く巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にしたことを特徴とする。
【解決手段】アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステル７５〜９５重量％と、多価アルコール系可塑剤５〜２５重量％とを含む組成物を製糸化し、伸度を２０〜４０％にしたマルチフィラメントをボビンに巻付けたチーズ状パッケージであって、前記パッケージの最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度と、該最内層と最外層を除く巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にしたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージに関し、さらに詳しくは、複数のパッケージ間の糸端同士を結びつけて高次工程を連続操業するときに、高次加工性と製品品位の向上を可能にするセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
セルロースエステル、セルロースエーテルなどのセルロース系材料は、地球上で最も大量に生産されるバイオマス材料として、また、環境中にて生分解可能な材料として昨今の大きな注目を集めつつある。
【０００３】
セルロース系フィラメントとしてはビスコース、キュプラなどのレーヨン繊維、セルロースジアセテート、セルローストリアセテートなどのセルロース単一エステル繊維が知られている。これらの繊維はセルロース由来であることによって良好な光沢や吸放湿性など衣料用繊維として非常に良好な特性を有している。一方、これらの繊維はいずれも組成物が熱可塑性を有していないか、或いは熱可塑化が発現する温度が分解温度以上であるため、溶融紡糸によって繊維化することができず、溶媒を使用する湿式または乾式の製糸方法によって製造されている。しかし、これらの製糸方法は、有機溶媒の使用による環境負荷が懸念され、また紡糸速度の制限により生産性が低いという欠点を有している。
【０００４】
このため、特許文献１は、セルロースアセテートに代表されるセルロースエステル樹脂に、可塑剤を添加することにより樹脂の分解温度以下での熱可塑性を向上させ溶融紡糸を可能にすることを提案し、なかでも、一般の衣料・産業用途に用いることが可能な力学特性を有し生産性に優れたセルロース繊維の製造方法を提案している。
【０００５】
しかし、この方法により得られたセルロース脂肪酸エステル繊維をチーズ状パッケージにした場合、このチーズ状パッケージは、複数のパッケージ間でテール結びすること（糸端同士を結びつけること）により高次工程を連続操業するように使用するときに、そのテール移行の部分において良好な高次通過性や製品品位が得られ難いという問題があることがわかった。
【０００６】
一般に、チーズ状パッケージから糸条を解除しながら高次工程の糸加工や編成、製織などを行うときには、先に使用するパッケージの最後の糸端に次に使用するパッケージの最初の糸端を順次結びつけ、複数のパッケージ間の糸条を連続化することによりパッケージ毎に作業を中断することなく連続操業するようにしている。しかし、上述した特許文献１で得られたセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージでこのような連続操業を行うと、テール移行の前後で糸切れを多発したり、また布帛にして染色したとき染色差などを発生し、製品品位が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−２４８３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、複数のパッケージ間の糸端同士を結びつけて高次工程を連続操業するときに、高次加工性と製品品位の向上を可能にするセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージは、アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステル７５〜９５重量％と、多価アルコール系可塑剤５〜２５重量％とを含む組成物を製糸化し、伸度を２０〜４０％にしたマルチフィラメントをボビンに巻付けたチーズ状パッケージであって、前記パッケージの最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度と、該最内層と最外層を除く巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、チーズ状パッケージに巻付けられたセルロース脂肪酸エステル繊維のマルチフィラメントの伸度を２０〜４０％にし、かつ最内層のマルチフィラメントの伸度と、この最内層と最外層を除く巻取り層のマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にしたので、複数のパッケージ間の糸端同士を連結して高次工程を連続操業するときに、糸端連結部分の前後で伸度などの糸特性をほぼ均一にしているので糸切れの発生を低減し、高次加工性を向上する。また、高次製品にした場合は、糸端連結部分の前後で染色差などを発生しないので、製品品位を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明で用いるセルロース脂肪酸エステルは、アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であることが必要である。アシル基の炭素数を３〜１８にすることにより、多価アルコール系可塑剤との相溶性が良く、また多価アルコール系可塑剤の少量添加により、溶融紡糸が可能な熱流動性を有するものとなる。アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステルの具体的な例としては、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースブチレート、セルロースプロピオネートブチレート、セルロースアセテートバリレート、セルロースバリレート、セルロースアセテートラウレート、セルロースラウレート、セルロースアセテートオレート、セルロースオレートなどが例示できる。
【００１１】
なかでもセルロースにアシル基の炭素数が２であるアセチル基と炭素数が３であるプロピオニル基とが結合したセルロースアセテートプロピオネート、およびセルロースにアセチル基と炭素数が４であるブチリル基とが結合したセルロースアセテートブチレートは、適度な吸湿性を有しており、また製造も容易である。そのためアシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステルとしては、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートが好ましく、セルロースアセテートプロピオネートが特に好ましい。
【００１２】
この場合、アセチル基および炭素数３〜１８のアシル基（特に、プロピオニル基あるいはブチリル基）の置換度は、多価アルコール系可塑剤との相溶性および良好な熱流動性の観点から下式を満たすことが好ましい。
２．０≦（アセチル基の置換度）＋（炭素数３〜１８のアシル基の置換度）≦３．０
０．１≦（アセチル基の置換度）≦２．５
０．５≦（炭素数３〜１８のアシル基の置換度）≦２．９
【００１３】
セルロース脂肪酸エステルの重量平均分子量（Ｍｗ）は５００００〜２５００００であることが好ましい。Ｍｗを５００００〜２５００００とすることで、良好な機械的特性を有した繊維を得ることができ、また溶融紡糸により安定して繊維を得ることが可能となる。Ｍｗは７００００〜２０００００であることがより好ましく、８００００〜１８００００であることが最も好ましい。なお重量平均分子量（Ｍｗ）とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）測定により算出した値をいう。
【００１４】
セルロース脂肪酸エステルの含有量は、７５〜９５重量％であることが必要である。含有量を９５重量％以下にすることにより、多価アルコール系可塑剤を加えたことによる熱可塑化効果が増し、溶融紡糸性が良好になる。含有量を７５％重量％以上にすることにより、セルロース脂肪酸エステルの特徴である強度が増し、機械的特性が優れる。セルロース脂肪酸エステルの含有量は、好ましくは８０〜９３重量％、より好ましくは８２〜９０重量％にするとよい。
【００１５】
多価アルコール系可塑剤の含有量は、５〜２５重量％であることが必要である。多価アルコール系可塑剤の含有量を５〜２５重量％とすることにより、セルロース脂肪酸エステルと多価アルコール系可塑剤を少なくとも含んでなる組成物の熱流動性が向上するため、生産効率が高く環境負荷が低い、薬剤を使用しない溶融紡糸法での生産が可能となり、それにより繊維断面を任意に制御することが可能になり、複合紡糸の生産が可能となる。さらには良好な熱可塑性を生かして延伸や仮撚加工、布帛の熱加工などを容易に行うことができる。セルロース脂肪酸エステルの組成物における多価アルコール系可塑剤の含有量は、好ましくは７〜２０重量％、より好ましくは１０〜１８重量％にするとよい。
【００１６】
本発明で具体的に用いることができる多価アルコール系可塑剤は、セルロース脂肪酸エステルとの相溶性が良く、また熱可塑化効果が顕著に現れるグリセリン骨格を有したエステル化合物やポリアルキレングリコールなどが好ましい。
【００１７】
具体的なグリセリン骨格を有したエステル化合物としては、グリセリンアセテートステアレート、グリセリンアセテートパルミテート、グリセリンアセテートラウレート、グリセリンアセテートカプレート、グリセリンアセテートオレート、ジグリセリンテトラアセテート、ジグリセリンテトラプロピオネート、ジグリセリンテトラブチレート、ジグリセリンテトラカプリレート、ジグリセリンテトララウレートなどが挙げられるがこれらに限定されず、これらを単独もしくは併用して使用することができる。
【００１８】
ポリアルキレングリコールの具体的な例としては、平均分子量が２００〜４０００であるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが挙げられるがこれらに限定されず、これらを単独もしくは併用して使用することができる。
【００１９】
本発明で使用するセルロース脂肪酸エステルの組成物は、上述したセルロース脂肪酸エステルおよび多価アルコール系可塑剤を含む以外に、異なるアシル基を有する脂肪酸エステルを含む他の樹脂や各種の添加剤、例えば艶消し剤、消臭剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、酸化防止剤、着色防止剤、着色顔料、静電剤、抗菌剤等酸化防止剤、難燃剤、滑剤を含んでも構わない。
【００２０】
本発明において、上述したセルロース脂肪酸エステルの組成物からなるマルチフィラメントの製糸方法は、特に制限されるものではないが、溶融紡糸法を適用することが好ましい。溶融紡糸法により製造することにより、繊維構造を制御しやすいこと、生産性が高いこと、繊維断面を精密にかつ任意に制御できること、芯鞘複合、偏芯芯鞘複合、サイドバイサイド型複合などのように様々な品種の複合繊維が得られること、製造時に環境への負荷がかかる有機溶剤を使用しないこと、エネルギーコストが低いこと、良好な熱可塑性を生かして紡出糸の延伸、仮撚などの糸加工等が容易にできること、等のメリットを得ることができる。
【００２１】
溶融紡糸法は、例えば、エクストルーダーなどにより溶融した樹脂組成物を紡糸温度２４０〜２７０℃で多数の紡糸孔を有する口金から溶融吐出し、冷却風により冷却固化してマルチフィラメントにし、次いで繊維用油剤を０．０５〜５重量％付与したのち、必要に応じて圧空などによりフィラメント間を交絡して１５００〜３５００ｍ／ｍｉｎの高速で引き取り、そのままボビンに巻取りチーズ状パッケージにする方法を例示することができる。
【００２２】
本発明において、セルロース脂肪酸エステルの組成物を溶融紡糸して得られるマルチフィラメントの繊度は、特に限定されるものではないが、好ましくは総繊度が１０〜３００ｄｔｅｘであり、３０〜２００ｄｔｅｘであることがより好ましい。また、単繊維繊度としては、好ましくは０．１〜６ｄｔｅｘであり、０．５〜５ｄｔｅｘであることがより好ましい。マルチフィラメントの繊度をこのような範囲内にすることにより、例えば衣料用途として好適に使用することができる。
【００２３】
また、セルロース脂肪酸エステルからなる繊維の断面形状としては、特に限定されるものではないが、丸断面、三角断面、マルチローバル断面、中空断面、偏平断面、Ｗ型断面、Ｘ型断面、その他の異形断面のいずれであってもよく、使用用途や狙いとする機能・触感に合わせて適宜選択すればよい。
【００２４】
本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ（以後、単に「パッケージ」ということがある）は、セルロース脂肪酸エステルの組成物を製糸したマルチフィラメントが巻取り工程においてボビンに層状に巻かれて形成される。この巻取り工程で形成されたパッケージから、糸加工工程や編成、製織工程等の高次加工工程において、マルチフィラメントが解除されながら供給される。一つのパッケージのマルチフィラメントが全て供給されると、次の新しいパッケージからの供給に糸切替えされるが、一般に、その糸切替えは前のパッケージにおける最後の糸端と次のパッケージにおける最初の糸端とをテール結びしておくことにより、作業を中断することなく連続操業するようになっている。
【００２５】
本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージは、ボビンに巻付けたマルチフィラメントの伸度を２０〜４０％にするものである。伸度を２０％以上とすることにより、製織や製編時などの高次加工工程において糸切れが多発することがない。また、伸度を４０％以下にすることにより、低い応力であれば変形することなく、製織時の緯ひけなどにより最終製品の染色欠点を生じることがない。マルチフィラメントの伸度は、好ましくは２５〜４０％、より好ましくは２５〜３５％にするとよい。
【００２６】
マルチフィラメントの伸度の調製は、例えば、後述する巻取り工程において、巻取り速度を制御し、巻取り張力を調整することにより、伸度を増減することができる。なお、本発明において、マルチフィラメントの伸度とは、ＪＩＳ Ｌ １０１３（１９９９）（化学繊維フィラメント糸試験方法）に規定される定速伸長条件に基いてＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びをいうものとする。
【００２７】
本発明のチーズ状パッケージは、マルチフィラメントの伸度がボビンに巻付けられた状態で全長にわたり略均一であることが必要であり、パッケージの最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度と、最内層と最外層を除く巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度との差が５％以下、好ましくは３％以下である。最内層と、最内層と最外層を除く巻取り層とのマルチフィラメントの伸度の差をこのような範囲内にすることにより、高次加工工程を連続操業する場合において、テール結び部分の前後付近で糸切れを多発することなく安定操業を可能にし、また布帛などの高次製品にしたときテール結び部分の前後で染色の濃淡差などの品位欠陥を生じさせないようにすることができる。
【００２８】
最内層のマルチフィラメントと、最内層と最外層を除く巻取り層のマルチフィラメントとの伸度差が５％を超えると、セルロース脂肪酸エステル繊維の内部構造差が発現するため、布帛として染色したとき濃淡差となって製品欠点が現れる。また、高次工程での通過性が悪化して糸切れが頻発するようになる。
【００２９】
本発明において、パッケージの「最内層」とは、糸切替え時の巻取り開始から正規巻取りに移行する迄にマルチフィラメントがボビンに巻取られた巻取り開始初期の巻糸層のうち、ボビンに接する最内側の第１層をいう。後述するターレット型巻取機では、糸切替え時にローラーベイルが巻糸層に接触を開始する迄に形成される巻糸層のうち、ボビンに接する最内側の第１層である。１本のパッケージに巻付けられたマルチフィラメントのうち、最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度は、正規巻取り層より低い。
【００３０】
また、「正規巻取り層」とは、巻取り開始初期の巻糸層より外側の巻糸層であり、マルチフィラメントが正規巻取りされる巻糸層をいい、ターレット型巻取機の場合は、ローラーベイルが巻糸層の表面に接触した以降に巻取られる巻糸層である。１本のパッケージに巻付けられたマルチフィラメントのうち、正規巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度は、最内層よりも高い。
【００３１】
また、糸切替え時の巻取り開始のときに、最内層の外側から正規巻取り層に移行する迄の巻糸層に巻取られたマルチフィラメントの伸度は、最内層と正規巻取り層のマルチフィラメントの伸度との間の値を有している。
【００３２】
したがって、最内層と、最内層と最外層を除く巻取り層とのマルチフィラメントの伸度差を５％以下にするためには、最内層のマルチフィラメントの伸度と、正規巻取り層のマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にする必要がある。なお、巻取り工程において、満巻に達すると、糸切替えのためパッケージはローラーベイルから離れるが、このようにローラーベイルが離れた後に形成される表層部分のマルチフィラメントは正規巻取り層には含まれない。この表層の巻取り部分は、一般に作業者が糸端同士を結ぶ際にパッケージから剥ぎ取っている。
【００３３】
最内層と、最内層と最外層を除く巻取り層とのマルチフィラメントの伸度差の調製は、後述するように、ボビンを切替えた巻取り開始時の巻取り速度を制御し、巻取り張力を正規巻取り時の巻取り張力と同じにするようにすることにより、最内層のマルチフィラメントの伸度を正規巻取り層のマルチフィラメントの伸度に合わせ、伸度差を５％以内にすることができる。
【００３４】
従来のパッケージでは、巻取り工程の満巻（指定されたパッケージ重量）時に新しいボビンへの糸切り替えするとき、新ボビンへの巻取り開始時と正規巻取りに移行した時とではマルチフィラメントの巻取り張力が異なっており、その巻取り張力の違いにより最内層に巻付けられたマルチフィラメントとその外側の巻取り層や正規巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントとの間で力学特性、特に伸度の差が発生していた。
【００３５】
具体的に、新ボビンへの巻取り開始時は、マルチフィラメントの巻取り張力が正規巻取り時よりも高いため、最内層に巻取られたマルチフィラメントの伸度は、正規巻取り層のマルチフィラメントの伸度よりも低くなり、伸度差が５％を超えた状態になる。特に、セルロース脂肪酸エステル繊維は、ナイロンやポリエステルなどの既存の熱可塑性重合体繊維に比べて、最内層と正規巻取り層との伸度差が５％を超えやすく、前述したように高次加工工程を連続操業する際に糸切れの多発が避けられなかった。
【００３６】
本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージの形成には、好ましくはターレット型巻取機を使用するとよい。図１は、そのターレット型巻取機の概略を例示する。
【００３７】
図１において、巻取機の本体フレーム１に、ターレット盤２が水平方向のターレット軸（図示せず）に支持され、ターレット軸を中心に１８０°ずつ間欠回転するようになっている。ターレット盤２にはターレット軸を挟んで２本のスピンドル３ａ，３ｂが周方向に１８０°の間隔で立され、それぞれモーター（図示せず）により駆動されるようになっている。これらスピンドル３ａ，３ｂには、それぞれボビン４ａ，４ｂが装着されている。スピンドルとしては、必ずしも２本だけに限定されず、３本以上が等間隔に設けられたものであってもよい。
【００３８】
上記２本のスピンドル３ａ，３ｂは、一方のスピンドル３ａを上方の巻取り側に、他方のスピンドル３ｂを下方の待機側に位置させ、巻取り側スピンドル３ａのボビン４ａに対してマルチフィラメントＹを巻き上げてパッケージ５ａを形成する。巻取り中のパッケージ５ａの表面にはローラーベイル６が接圧し、一定の回転速度で駆動されるようになっている。ローラーベイル６は本体フレーム１に支持された昇降ボックス７に支持されており、パッケージ５ａの外径の成長に従って昇降ボックス７と共に上下方向に移動する。
【００３９】
マルチフィラメントＹの正規巻取り時には、上記のようにローラーベイル６がパッケージ５ａの表面に接圧し、そのローラーベイル６の回転数を不図示の制御部にフィードバックしながら、スピンドル３ａの回転数をマルチフィラメントＹの巻取り張力を一定にするように制御することにより巻取りが行われる。スピンドル３ａの巻き上げによりパッケージ５ａが満巻になると、ローラーベイル６が上方に離れ、ターレット盤２が反時計方向に１８０°回転して２本のスピンドル３ａ，３ｂの位置を入れ換え、上方の巻取り側に移動したスピンドル３ｂのボビン４ｂにマルチフィラメントＹの糸切替えが行われる。次いで、ローラーベイル６が下降し、ボビン４ｂ上に形成されつつある薄い巻糸層に接圧し、以後正規巻取りが満巻になるまで実施される。
【００４０】
従来、スピンドル駆動方式の巻取機は、巻取り開始時にローラーベイルがスピンドル上の空ボビン（裸のボビン）に直接接触しない機構になっている。これはローラーベイルが空ボビンに直接接触すると、その空ボビンの表面を損傷し、さらには巻取られるマルチフィラメントに対する損傷を大きくするためである。そのため巻糸層が所定の巻径まで巻太った後に、ローラーベイルを接圧するようになっている。したがって、従来の方法では、糸切替え時の巻取り開始から正規巻取り迄の巻取り張力は、ローラーベイルが非接触であることから正規巻取り時の巻取り張力より高くなり、そのため最内層に巻かれるマルチフィラメントの伸度が正規巻取り時のマルチフィラメントの伸度より低くなっていた。
【００４１】
本発明において、パッケージを形成するための巻取りは、上記のように少なくとも２本のモーター駆動されるスピンドルを有するターレット型スピンドル駆動方式で、かつローラーベイルを強制駆動する巻取機で行うと共に、満巻毎に巻取機をターレットさせて他のスピンドル上のボビンに糸切替えするに際し、糸切替え後のボビンに形成されつつある糸層にローラーベイルが接圧を開始する迄に巻取られるマルチフィラメントの伸度変動を抑えるように、スピンドルの回転速度を定められたプログラムに従って制御するようにしている。
【００４２】
すなわち、ターレット型巻取機を使用する糸切替え時の巻取り開始からローラーベイルが巻糸層に接圧し正規巻取りに移行する迄の巻取り張力を、正規巻取り時の巻取り張力と同じになるようにスピンドルの回転速度を制御する巻取りを行うことが好ましい。具体的には、ローラーベイルが巻糸層に接圧する迄の巻取り時の張力を測定し、その測定張力が正規巻取り時の巻取り張力と同じになるようにプログラムを設定し、そのプログラムに基づいてスピンドルの回転速度を制御する。このスピンドルの回転速度制御により、最内層に巻取られるマルチフィラメントの伸度と正規巻取り時のマルチフィラメントの伸度との伸度差を５％以下にすることができる。
【００４３】
本発明のパッケージは、好ましくは１本当たりの重量を４〜２０ｋｇにするとよく、さらに好ましくは５〜１０ｋｇにするとよい。パッケージの重量が、４ｋｇ未満の場合は、巻取り工程における糸切り替え回数が増加し、生産性が低下する。２０ｋｇを越えると、パッケージの梱包やクリール掛けなどの作業に作業者の負担が増大し、作業性を低下させる要因になる。なお、パッケージ重量とは、満巻時の総重量からボビンの重量を引いた重量であり、マルチフィラメントの正味重量をいう。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の各特性値は以下の測定方法に従って求めた。
【００４５】
Ａ．セルロース脂肪酸エステルの置換度
セルロース脂肪酸エステルの置換度の算出方法については下記の通りである。
【００４６】
８０℃で８時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロース脂肪酸エステル０．９ｇを秤量し、アセトン３５ｍｌとジメチルスルホキシド１５ｍｌを加え溶解した後、さらにアセトン５０ｍｌを加えた。撹拌しながら０．５Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液３０ｍｌを加え、２時間ケン化した。熱水５０ｍｌを加え、フラスコ側面を洗浄した後、フェノールフタレインを指示薬として０．５Ｎ−硫酸で滴定した。別に試料と同じ方法で空試験を行った。滴定が終了した溶液の上澄み液を１００倍に希釈し、イオンクロマトグラフを用いて、有機酸の組成を測定した。測定結果とイオンクロマトグラフによる酸組成分析結果から、下記式により置換度を計算した。
ＴＡ＝（Ｂ−Ａ）×Ｆ／（１０００×Ｗ）
ＤＳａｃｅ＝(162.14×ＴＡ)／[[1−(Ｍｗａｃｅ−(16.00＋1.01))×ＴＡ]＋[1−(Ｍｗａｃｙ−(16.00＋1.01))×ＴＡ]×(Ａｃｙ／Ａｃｅ)]
ＤＳａｃｙ＝ＤＳａｃｅ×（Ａｃｙ／Ａｃｅ）
ＴＡ：全有機酸量（ｍｌ）
Ａ：試料滴定量（ｍｌ）
Ｂ：空試験滴定量（ｍｌ）
Ｆ：硫酸の力価
Ｗ：試料重量（ｇ）
ＤＳａｃｅ：アセチル基の置換度
ＤＳａｃｙ：アシル基の置換度
Ｍｗａｃｅ：酢酸の分子量
Ｍｗａｃｙ：他の有機酸の分子量
Ａｃｙ／Ａｃｅ：酢酸（Ａｃｅ）と他の有機酸(Ａｃｙ)とのモル比
１６２．１４：セルロースの繰り返し単位の分子量
１６．００：酸素の原子量
１．０１：水素の原子量
【００４７】
Ｂ．重量平均分子量（Ｍｗ）
セルロース脂肪酸エステルを濃度０．０１重量％となるようにクロロホルムに完全に溶解させＧＰＣ測定用試料とした。この試料を用い、以下の条件のもと、Ｗａｔｅｒｓ２６９０でＧＰＣ測定を行い、ポリスチレン換算により重量平均分子量（Ｍｗ）を求めた。
カラム：昭和電工社製Ｓｈｏｄｅｘ Ｋ−８０５Ｌ ２本連結
検出器：Ｗａｔｅｒｓ２４１０ 示差屈折計ＲＩ
移動層溶媒：クロロホルム
流速：１．０ｍｌ／分
注入量：２００μｌ
【００４８】
Ｃ．伸度
試料をオリエンテック社製テンシロン（ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＵＣＴ−１００）により、ＪＩＳ Ｌ １０１３（１９９９）（化学繊維フィラメント糸試験方法）に規定される定速伸長条件で破断伸度を測定した。なお、破断伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【００４９】
また、最内層の伸度は、ボビン表面から第１層のマルチフィラメントの伸度を測定した。最内層及び最外層を除く巻取り層の伸度として正規巻取り層の伸度を代表させ、パッケージ厚さの１／２と２／３の箇所からサンプリングして測定し、これら伸度の平均値を用いた。
【００５０】
Ｄ．高次加工性（製織性）
エアージェットルーム織機（津田駒工業社製ＺＡ１０３）を用い、緯打ちの製織を実施した。このときの、回転数：５１３ｒｐｍ、ヨコ糸密度：８２本／インチ、連続運転時間：２４時間での停台回数（回／日・台）を、下記式により算出した。
停台回数（回／日・台）＝総停台回数（回）／総生産量（ｍ）／１日１台生産量
１日１台生産量（ｍ／日・台）＝１４４０分×（織機回転数／ヨコ糸密度×２．５４／１００）×稼働率
製織性の評価は、停台回数が２．０回未満を◎、２．０回以上５．０回未満を○、５．０回以上を×とした。
【００５１】
Ｅ．高次製品の品位（織物品位）
得られた繊維にて製織を行った時のＣ反発生率で示した。すなわち、染色後の反物の検反を実施し、熟練検査員によってＡ反を◎、Ｂ反を○、Ｃ反を×との判定をし、Ａ，Ｂ反を合格、Ｃ反を不合格とした。
【００５２】
（実施例１）
セルロース（日本製紙（株）溶解パルプ、α−セルロース９２ｗｔ％）１００重量部に、酢酸２４０重量部とプロピオン酸６７重量部を加え、５０℃で３０分間混合した。混合物を室温まで冷却した後、氷浴中で冷却した無水酢酸１７２重量部と無水プロピオン酸１６８重量部をエステル化剤として、硫酸４重量部をエステル化触媒として加えて、１５０分間撹拌を行い、エステル化反応を行った。エステル化反応において、４０℃を越える時は、水浴で冷却した。反応後、反応停止剤として酢酸１００重量部と水３３重量部の混合溶液を２０分間かけて添加して、過剰の無水物を加水分解した。その後、酢酸３３３重量部と水１００重量部を加えて、８０℃で１時間加熱撹拌した。反応終了後、炭酸ナトリウム６重量部を含む水溶液を加えて、析出したセルロースエステルを濾別し、続いて水で洗浄した後、６０℃で４時間乾燥した。アセチル置換度は１．９、アシル（プロピオニル）置換度は０．５であり、重量平均分子量（Ｍｗ）は１２．８万であった。
【００５３】
得られたセルロース脂肪酸エステル８８重量％と平均分子量６００のポリエチレングリコール１２重量％を、二軸エクストルーダーを用いて２３０℃で混練し、５ｍｍ程度にカッティングしてセルロース脂肪酸エステル組成物ペレットを得た。
【００５４】
このペレットを８０℃、８時間の真空乾燥を行い、単軸エクストルーダーを用いて溶融させ、紡糸温度２６０℃とした溶融紡糸パックへ導入して、吐出量２８．０ｇ／ｍｉｎにて０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を３６ホール有した紡糸口金より紡出し、一方向からの冷却風によって冷却し、油剤を付与して収束させた後、１８００ｍ／ｍｉｎで回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介してワインダーにて巻取った。
【００５５】
上記巻取りにおける糸切り替え時において、初期の巻糸層がローラーベイルに接触するまでのマルチフィラメント張力を測定し、その張力がローラーベイル接触後のマルチフィラメント張力と同じになるようにスピンドルの回転速度を制御して巻取りを行うことにより、１５６ｄｔｅｘ、３６フィラメントのセルロース脂肪酸エステルマルチフィラメントの７．５ｋｇ巻きの巻き姿良好なチーズ状パッケージを得た。得られたチーズ状パッケージからマルチフィラメントを引き出し、最内層と正規巻取り層の伸度を測定したところ、正規巻取り層の伸度が２５％、最内層の伸度が２４％であった。
【００５６】
また、得られたセルロース脂肪酸エステルマルチフィラメントを経糸、緯糸に用い、エアージェットルーム織機（津田駒工業社製ＺＡ１０３、速度：５１３〔ｒｐｍ〕）で製織した。これらのチーズ状パッケージの最内層のテールと最外層のテールを結んで、製織性の評価を行ったところ、織機の停台回数は０回であった。また、得られた織物を液流染色機で、昇温速度２℃、常圧染色（染色温度を９５〜１００℃にコントロール）し、分散染料（黒）１重量％を用い６０分染色した。織物品位はＡ反であり、極めて良好であった。これらの評価結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
（実施例２）
紡糸速度を１０００ｍ／ｍｉｎに変更した以外は実施例１と同じ条件でチーズ状パッケージを得た。正規巻取り層の伸度は３８％、最内層の伸度は３６％であった。また、実施例１と同様に、製織、染色を行った結果、織機の停台回数は０回、織物品位はＡ反であり、良好であった。これらの結果を表１に示した。
【００５９】
（実施例３）
紡糸速度３５００ｍ／ｍｉｎに変更した以外は実施例１と同じ条件でチーズ状パッケージを得た。正規巻取り層の伸度は２０％、最内層の伸度は２０％であった。また、実施例１と同様に、製織、染色を行った結果、織機の停台回数は１回、織物品位はＡ反であり良好であった。これらの結果を表１に示した。
【００６０】
（比較例１）
糸切り替え後、スピンドルの回転速度の制御を行わなかったこと以外は実施例１と同じ条件でチーズ状パッケージを得た。得られたチーズ状パッケージからフィラメントを引き出し、物性測定を行ったところ、正規巻取り層の伸度は２５％、最内層の伸度は１９％であった。また、実施例１と同様に、製織、染色を行った結果、織機の停台回数は３回、織物品位はＣ反であり、高次加工性、品位に満足するものではなかった。織機の停台、織物欠点はパッケージ内層に相当する箇所で発生した。これらの結果を表１に示した。
【００６１】
（比較例２）
紡糸速度を６００ｍ／ｍｉｎに変更した以外は実施例１と同じ条件でチーズ状パッケージを得た。得られたフィラメントの伸度は正規巻取り層の伸度４８％、最内層の伸度４５％であった。また、実施例１と同様に、製織、染色を行った結果、織機の停台回数は０回、織物品位はＣ反であり、品位に満足するものではなかった。織物欠点は、パッケージの内層、表層に関係ない箇所で発生した。これらの結果を表１に示した。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージの形成に使用されるターレット型巻取機の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 本体フレーム
２ ターレット盤
３ａ，３ｂ スピンドル
４ａ，４ｂ ボビン
５ａ パッケージ
６ ローラーベイル
７ 昇降ボックス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージに関し、さらに詳しくは、複数のパッケージ間の糸端同士を結びつけて高次工程を連続操業するときに、高次加工性と製品品位の向上を可能にするセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
セルロースエステル、セルロースエーテルなどのセルロース系材料は、地球上で最も大量に生産されるバイオマス材料として、また、環境中にて生分解可能な材料として昨今の大きな注目を集めつつある。
【０００３】
セルロース系フィラメントとしてはビスコース、キュプラなどのレーヨン繊維、セルロースジアセテート、セルローストリアセテートなどのセルロース単一エステル繊維が知られている。これらの繊維はセルロース由来であることによって良好な光沢や吸放湿性など衣料用繊維として非常に良好な特性を有している。一方、これらの繊維はいずれも組成物が熱可塑性を有していないか、或いは熱可塑化が発現する温度が分解温度以上であるため、溶融紡糸によって繊維化することができず、溶媒を使用する湿式または乾式の製糸方法によって製造されている。しかし、これらの製糸方法は、有機溶媒の使用による環境負荷が懸念され、また紡糸速度の制限により生産性が低いという欠点を有している。
【０００４】
このため、特許文献１は、セルロースアセテートに代表されるセルロースエステル樹脂に、可塑剤を添加することにより樹脂の分解温度以下での熱可塑性を向上させ溶融紡糸を可能にすることを提案し、なかでも、一般の衣料・産業用途に用いることが可能な力学特性を有し生産性に優れたセルロース繊維の製造方法を提案している。
【０００５】
しかし、この方法により得られたセルロース脂肪酸エステル繊維をチーズ状パッケージにした場合、このチーズ状パッケージは、複数のパッケージ間でテール結びすること（糸端同士を結びつけること）により高次工程を連続操業するように使用するときに、そのテール移行の部分において良好な高次通過性や製品品位が得られ難いという問題があることがわかった。
【０００６】
一般に、チーズ状パッケージから糸条を解除しながら高次工程の糸加工や編成、製織などを行うときには、先に使用するパッケージの最後の糸端に次に使用するパッケージの最初の糸端を順次結びつけ、複数のパッケージ間の糸条を連続化することによりパッケージ毎に作業を中断することなく連続操業するようにしている。しかし、上述した特許文献１で得られたセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージでこのような連続操業を行うと、テール移行の前後で糸切れを多発したり、また布帛にして染色したとき染色差などを発生し、製品品位が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−２４８３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、複数のパッケージ間の糸端同士を結びつけて高次工程を連続操業するときに、高次加工性と製品品位の向上を可能にするセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージは、アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステル７５〜９５重量％と、多価アルコール系可塑剤５〜２５重量％とを含む組成物を製糸化し、伸度を２０〜４０％にしたマルチフィラメントをボビンに巻付けたチーズ状パッケージであって、前記パッケージの最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度と、該最内層と最外層を除く巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、チーズ状パッケージに巻付けられたセルロース脂肪酸エステル繊維のマルチフィラメントの伸度を２０〜４０％にし、かつ最内層のマルチフィラメントの伸度と、この最内層と最外層を除く巻取り層のマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にしたので、複数のパッケージ間の糸端同士を連結して高次工程を連続操業するときに、糸端連結部分の前後で伸度などの糸特性をほぼ均一にしているので糸切れの発生を低減し、高次加工性を向上する。また、高次製品にした場合は、糸端連結部分の前後で染色差などを発生しないので、製品品位を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明で用いるセルロース脂肪酸エステルは、アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であることが必要である。アシル基の炭素数を３〜１８にすることにより、多価アルコール系可塑剤との相溶性が良く、また多価アルコール系可塑剤の少量添加により、溶融紡糸が可能な熱流動性を有するものとなる。アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステルの具体的な例としては、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースブチレート、セルロースプロピオネートブチレート、セルロースアセテートバリレート、セルロースバリレート、セルロースアセテートラウレート、セルロースラウレート、セルロースアセテートオレート、セルロースオレートなどが例示できる。
【００１１】
なかでもセルロースにアシル基の炭素数が２であるアセチル基と炭素数が３であるプロピオニル基とが結合したセルロースアセテートプロピオネート、およびセルロースにアセチル基と炭素数が４であるブチリル基とが結合したセルロースアセテートブチレートは、適度な吸湿性を有しており、また製造も容易である。そのためアシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステルとしては、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートが好ましく、セルロースアセテートプロピオネートが特に好ましい。
【００１２】
この場合、アセチル基および炭素数３〜１８のアシル基（特に、プロピオニル基あるいはブチリル基）の置換度は、多価アルコール系可塑剤との相溶性および良好な熱流動性の観点から下式を満たすことが好ましい。
２．０≦（アセチル基の置換度）＋（炭素数３〜１８のアシル基の置換度）≦３．０
０．１≦（アセチル基の置換度）≦２．５
０．５≦（炭素数３〜１８のアシル基の置換度）≦２．９
【００１３】
セルロース脂肪酸エステルの重量平均分子量（Ｍｗ）は５００００〜２５００００であることが好ましい。Ｍｗを５００００〜２５００００とすることで、良好な機械的特性を有した繊維を得ることができ、また溶融紡糸により安定して繊維を得ることが可能となる。Ｍｗは７００００〜２０００００であることがより好ましく、８００００〜１８００００であることが最も好ましい。なお重量平均分子量（Ｍｗ）とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）測定により算出した値をいう。
【００１４】
セルロース脂肪酸エステルの含有量は、７５〜９５重量％であることが必要である。含有量を９５重量％以下にすることにより、多価アルコール系可塑剤を加えたことによる熱可塑化効果が増し、溶融紡糸性が良好になる。含有量を７５％重量％以上にすることにより、セルロース脂肪酸エステルの特徴である強度が増し、機械的特性が優れる。セルロース脂肪酸エステルの含有量は、好ましくは８０〜９３重量％、より好ましくは８２〜９０重量％にするとよい。
【００１５】
多価アルコール系可塑剤の含有量は、５〜２５重量％であることが必要である。多価アルコール系可塑剤の含有量を５〜２５重量％とすることにより、セルロース脂肪酸エステルと多価アルコール系可塑剤を少なくとも含んでなる組成物の熱流動性が向上するため、生産効率が高く環境負荷が低い、薬剤を使用しない溶融紡糸法での生産が可能となり、それにより繊維断面を任意に制御することが可能になり、複合紡糸の生産が可能となる。さらには良好な熱可塑性を生かして延伸や仮撚加工、布帛の熱加工などを容易に行うことができる。セルロース脂肪酸エステルの組成物における多価アルコール系可塑剤の含有量は、好ましくは７〜２０重量％、より好ましくは１０〜１８重量％にするとよい。
【００１６】
本発明で具体的に用いることができる多価アルコール系可塑剤は、セルロース脂肪酸エステルとの相溶性が良く、また熱可塑化効果が顕著に現れるグリセリン骨格を有したエステル化合物やポリアルキレングリコールなどが好ましい。
【００１７】
具体的なグリセリン骨格を有したエステル化合物としては、グリセリンアセテートステアレート、グリセリンアセテートパルミテート、グリセリンアセテートラウレート、グリセリンアセテートカプレート、グリセリンアセテートオレート、ジグリセリンテトラアセテート、ジグリセリンテトラプロピオネート、ジグリセリンテトラブチレート、ジグリセリンテトラカプリレート、ジグリセリンテトララウレートなどが挙げられるがこれらに限定されず、これらを単独もしくは併用して使用することができる。
【００１８】
ポリアルキレングリコールの具体的な例としては、平均分子量が２００〜４０００であるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが挙げられるがこれらに限定されず、これらを単独もしくは併用して使用することができる。
【００１９】
本発明で使用するセルロース脂肪酸エステルの組成物は、上述したセルロース脂肪酸エステルおよび多価アルコール系可塑剤を含む以外に、異なるアシル基を有する脂肪酸エステルを含む他の樹脂や各種の添加剤、例えば艶消し剤、消臭剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、酸化防止剤、着色防止剤、着色顔料、静電剤、抗菌剤等酸化防止剤、難燃剤、滑剤を含んでも構わない。
【００２０】
本発明において、上述したセルロース脂肪酸エステルの組成物からなるマルチフィラメントの製糸方法は、特に制限されるものではないが、溶融紡糸法を適用することが好ましい。溶融紡糸法により製造することにより、繊維構造を制御しやすいこと、生産性が高いこと、繊維断面を精密にかつ任意に制御できること、芯鞘複合、偏芯芯鞘複合、サイドバイサイド型複合などのように様々な品種の複合繊維が得られること、製造時に環境への負荷がかかる有機溶剤を使用しないこと、エネルギーコストが低いこと、良好な熱可塑性を生かして紡出糸の延伸、仮撚などの糸加工等が容易にできること、等のメリットを得ることができる。
【００２１】
溶融紡糸法は、例えば、エクストルーダーなどにより溶融した樹脂組成物を紡糸温度２４０〜２７０℃で多数の紡糸孔を有する口金から溶融吐出し、冷却風により冷却固化してマルチフィラメントにし、次いで繊維用油剤を０．０５〜５重量％付与したのち、必要に応じて圧空などによりフィラメント間を交絡して１５００〜３５００ｍ／ｍｉｎの高速で引き取り、そのままボビンに巻取りチーズ状パッケージにする方法を例示することができる。
【００２２】
本発明において、セルロース脂肪酸エステルの組成物を溶融紡糸して得られるマルチフィラメントの繊度は、特に限定されるものではないが、好ましくは総繊度が１０〜３００ｄｔｅｘであり、３０〜２００ｄｔｅｘであることがより好ましい。また、単繊維繊度としては、好ましくは０．１〜６ｄｔｅｘであり、０．５〜５ｄｔｅｘであることがより好ましい。マルチフィラメントの繊度をこのような範囲内にすることにより、例えば衣料用途として好適に使用することができる。
【００２３】
また、セルロース脂肪酸エステルからなる繊維の断面形状としては、特に限定されるものではないが、丸断面、三角断面、マルチローバル断面、中空断面、偏平断面、Ｗ型断面、Ｘ型断面、その他の異形断面のいずれであってもよく、使用用途や狙いとする機能・触感に合わせて適宜選択すればよい。
【００２４】
本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ（以後、単に「パッケージ」ということがある）は、セルロース脂肪酸エステルの組成物を製糸したマルチフィラメントが巻取り工程においてボビンに層状に巻かれて形成される。この巻取り工程で形成されたパッケージから、糸加工工程や編成、製織工程等の高次加工工程において、マルチフィラメントが解除されながら供給される。一つのパッケージのマルチフィラメントが全て供給されると、次の新しいパッケージからの供給に糸切替えされるが、一般に、その糸切替えは前のパッケージにおける最後の糸端と次のパッケージにおける最初の糸端とをテール結びしておくことにより、作業を中断することなく連続操業するようになっている。
【００２５】
本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージは、ボビンに巻付けたマルチフィラメントの伸度を２０〜４０％にするものである。伸度を２０％以上とすることにより、製織や製編時などの高次加工工程において糸切れが多発することがない。また、伸度を４０％以下にすることにより、低い応力であれば変形することなく、製織時の緯ひけなどにより最終製品の染色欠点を生じることがない。マルチフィラメントの伸度は、好ましくは２５〜４０％、より好ましくは２５〜３５％にするとよい。
【００２６】
マルチフィラメントの伸度の調製は、例えば、後述する巻取り工程において、巻取り速度を制御し、巻取り張力を調整することにより、伸度を増減することができる。なお、本発明において、マルチフィラメントの伸度とは、ＪＩＳ Ｌ １０１３（１９９９）（化学繊維フィラメント糸試験方法）に規定される定速伸長条件に基いてＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びをいうものとする。
【００２７】
本発明のチーズ状パッケージは、マルチフィラメントの伸度がボビンに巻付けられた状態で全長にわたり略均一であることが必要であり、パッケージの最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度と、最内層と最外層を除く巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度との差が５％以下、好ましくは３％以下である。最内層と、最内層と最外層を除く巻取り層とのマルチフィラメントの伸度の差をこのような範囲内にすることにより、高次加工工程を連続操業する場合において、テール結び部分の前後付近で糸切れを多発することなく安定操業を可能にし、また布帛などの高次製品にしたときテール結び部分の前後で染色の濃淡差などの品位欠陥を生じさせないようにすることができる。
【００２８】
最内層のマルチフィラメントと、最内層と最外層を除く巻取り層のマルチフィラメントとの伸度差が５％を超えると、セルロース脂肪酸エステル繊維の内部構造差が発現するため、布帛として染色したとき濃淡差となって製品欠点が現れる。また、高次工程での通過性が悪化して糸切れが頻発するようになる。
【００２９】
本発明において、パッケージの「最内層」とは、糸切替え時の巻取り開始から正規巻取りに移行する迄にマルチフィラメントがボビンに巻取られた巻取り開始初期の巻糸層のうち、ボビンに接する最内側の第１層をいう。後述するターレット型巻取機では、糸切替え時にローラーベイルが巻糸層に接触を開始する迄に形成される巻糸層のうち、ボビンに接する最内側の第１層である。１本のパッケージに巻付けられたマルチフィラメントのうち、最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度は、正規巻取り層より低い。
【００３０】
また、「正規巻取り層」とは、巻取り開始初期の巻糸層より外側の巻糸層であり、マルチフィラメントが正規巻取りされる巻糸層をいい、ターレット型巻取機の場合は、ローラーベイルが巻糸層の表面に接触した以降に巻取られる巻糸層である。１本のパッケージに巻付けられたマルチフィラメントのうち、正規巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度は、最内層よりも高い。
【００３１】
また、糸切替え時の巻取り開始のときに、最内層の外側から正規巻取り層に移行する迄の巻糸層に巻取られたマルチフィラメントの伸度は、最内層と正規巻取り層のマルチフィラメントの伸度との間の値を有している。
【００３２】
したがって、最内層と、最内層と最外層を除く巻取り層とのマルチフィラメントの伸度差を５％以下にするためには、最内層のマルチフィラメントの伸度と、正規巻取り層のマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にする必要がある。なお、巻取り工程において、満巻に達すると、糸切替えのためパッケージはローラーベイルから離れるが、このようにローラーベイルが離れた後に形成される表層部分のマルチフィラメントは正規巻取り層には含まれない。この表層の巻取り部分は、一般に作業者が糸端同士を結ぶ際にパッケージから剥ぎ取っている。
【００３３】
最内層と、最内層と最外層を除く巻取り層とのマルチフィラメントの伸度差の調製は、後述するように、ボビンを切替えた巻取り開始時の巻取り速度を制御し、巻取り張力を正規巻取り時の巻取り張力と同じにするようにすることにより、最内層のマルチフィラメントの伸度を正規巻取り層のマルチフィラメントの伸度に合わせ、伸度差を５％以内にすることができる。
【００３４】
従来のパッケージでは、巻取り工程の満巻（指定されたパッケージ重量）時に新しいボビンへの糸切り替えするとき、新ボビンへの巻取り開始時と正規巻取りに移行した時とではマルチフィラメントの巻取り張力が異なっており、その巻取り張力の違いにより最内層に巻付けられたマルチフィラメントとその外側の巻取り層や正規巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントとの間で力学特性、特に伸度の差が発生していた。
【００３５】
具体的に、新ボビンへの巻取り開始時は、マルチフィラメントの巻取り張力が正規巻取り時よりも高いため、最内層に巻取られたマルチフィラメントの伸度は、正規巻取り層のマルチフィラメントの伸度よりも低くなり、伸度差が５％を超えた状態になる。特に、セルロース脂肪酸エステル繊維は、ナイロンやポリエステルなどの既存の熱可塑性重合体繊維に比べて、最内層と正規巻取り層との伸度差が５％を超えやすく、前述したように高次加工工程を連続操業する際に糸切れの多発が避けられなかった。
【００３６】
本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージの形成には、好ましくはターレット型巻取機を使用するとよい。図１は、そのターレット型巻取機の概略を例示する。
【００３７】
図１において、巻取機の本体フレーム１に、ターレット盤２が水平方向のターレット軸（図示せず）に支持され、ターレット軸を中心に１８０°ずつ間欠回転するようになっている。ターレット盤２にはターレット軸を挟んで２本のスピンドル３ａ，３ｂが周方向に１８０°の間隔で立され、それぞれモーター（図示せず）により駆動されるようになっている。これらスピンドル３ａ，３ｂには、それぞれボビン４ａ，４ｂが装着されている。スピンドルとしては、必ずしも２本だけに限定されず、３本以上が等間隔に設けられたものであってもよい。
【００３８】
上記２本のスピンドル３ａ，３ｂは、一方のスピンドル３ａを上方の巻取り側に、他方のスピンドル３ｂを下方の待機側に位置させ、巻取り側スピンドル３ａのボビン４ａに対してマルチフィラメントＹを巻き上げてパッケージ５ａを形成する。巻取り中のパッケージ５ａの表面にはローラーベイル６が接圧し、一定の回転速度で駆動されるようになっている。ローラーベイル６は本体フレーム１に支持された昇降ボックス７に支持されており、パッケージ５ａの外径の成長に従って昇降ボックス７と共に上下方向に移動する。
【００３９】
マルチフィラメントＹの正規巻取り時には、上記のようにローラーベイル６がパッケージ５ａの表面に接圧し、そのローラーベイル６の回転数を不図示の制御部にフィードバックしながら、スピンドル３ａの回転数をマルチフィラメントＹの巻取り張力を一定にするように制御することにより巻取りが行われる。スピンドル３ａの巻き上げによりパッケージ５ａが満巻になると、ローラーベイル６が上方に離れ、ターレット盤２が反時計方向に１８０°回転して２本のスピンドル３ａ，３ｂの位置を入れ換え、上方の巻取り側に移動したスピンドル３ｂのボビン４ｂにマルチフィラメントＹの糸切替えが行われる。次いで、ローラーベイル６が下降し、ボビン４ｂ上に形成されつつある薄い巻糸層に接圧し、以後正規巻取りが満巻になるまで実施される。
【００４０】
従来、スピンドル駆動方式の巻取機は、巻取り開始時にローラーベイルがスピンドル上の空ボビン（裸のボビン）に直接接触しない機構になっている。これはローラーベイルが空ボビンに直接接触すると、その空ボビンの表面を損傷し、さらには巻取られるマルチフィラメントに対する損傷を大きくするためである。そのため巻糸層が所定の巻径まで巻太った後に、ローラーベイルを接圧するようになっている。したがって、従来の方法では、糸切替え時の巻取り開始から正規巻取り迄の巻取り張力は、ローラーベイルが非接触であることから正規巻取り時の巻取り張力より高くなり、そのため最内層に巻かれるマルチフィラメントの伸度が正規巻取り時のマルチフィラメントの伸度より低くなっていた。
【００４１】
本発明において、パッケージを形成するための巻取りは、上記のように少なくとも２本のモーター駆動されるスピンドルを有するターレット型スピンドル駆動方式で、かつローラーベイルを強制駆動する巻取機で行うと共に、満巻毎に巻取機をターレットさせて他のスピンドル上のボビンに糸切替えするに際し、糸切替え後のボビンに形成されつつある糸層にローラーベイルが接圧を開始する迄に巻取られるマルチフィラメントの伸度変動を抑えるように、スピンドルの回転速度を定められたプログラムに従って制御するようにしている。
【００４２】
すなわち、ターレット型巻取機を使用する糸切替え時の巻取り開始からローラーベイルが巻糸層に接圧し正規巻取りに移行する迄の巻取り張力を、正規巻取り時の巻取り張力と同じになるようにスピンドルの回転速度を制御する巻取りを行うことが好ましい。具体的には、ローラーベイルが巻糸層に接圧する迄の巻取り時の張力を測定し、その測定張力が正規巻取り時の巻取り張力と同じになるようにプログラムを設定し、そのプログラムに基づいてスピンドルの回転速度を制御する。このスピンドルの回転速度制御により、最内層に巻取られるマルチフィラメントの伸度と正規巻取り時のマルチフィラメントの伸度との伸度差を５％以下にすることができる。
【００４３】
本発明のパッケージは、好ましくは１本当たりの重量を４〜２０ｋｇにするとよく、さらに好ましくは５〜１０ｋｇにするとよい。パッケージの重量が、４ｋｇ未満の場合は、巻取り工程における糸切り替え回数が増加し、生産性が低下する。２０ｋｇを越えると、パッケージの梱包やクリール掛けなどの作業に作業者の負担が増大し、作業性を低下させる要因になる。なお、パッケージ重量とは、満巻時の総重量からボビンの重量を引いた重量であり、マルチフィラメントの正味重量をいう。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の各特性値は以下の測定方法に従って求めた。
【００４５】
Ａ．セルロース脂肪酸エステルの置換度
セルロース脂肪酸エステルの置換度の算出方法については下記の通りである。
【００４６】
８０℃で８時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロース脂肪酸エステル０．９ｇを秤量し、アセトン３５ｍｌとジメチルスルホキシド１５ｍｌを加え溶解した後、さらにアセトン５０ｍｌを加えた。撹拌しながら０．５Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液３０ｍｌを加え、２時間ケン化した。熱水５０ｍｌを加え、フラスコ側面を洗浄した後、フェノールフタレインを指示薬として０．５Ｎ−硫酸で滴定した。別に試料と同じ方法で空試験を行った。滴定が終了した溶液の上澄み液を１００倍に希釈し、イオンクロマトグラフを用いて、有機酸の組成を測定した。測定結果とイオンクロマトグラフによる酸組成分析結果から、下記式により置換度を計算した。
ＴＡ＝（Ｂ−Ａ）×Ｆ／（１０００×Ｗ）
ＤＳａｃｅ＝(162.14×ＴＡ)／[[1−(Ｍｗａｃｅ−(16.00＋1.01))×ＴＡ]＋[1−(Ｍｗａｃｙ−(16.00＋1.01))×ＴＡ]×(Ａｃｙ／Ａｃｅ)]
ＤＳａｃｙ＝ＤＳａｃｅ×（Ａｃｙ／Ａｃｅ）
ＴＡ：全有機酸量（ｍｌ）
Ａ：試料滴定量（ｍｌ）
Ｂ：空試験滴定量（ｍｌ）
Ｆ：硫酸の力価
Ｗ：試料重量（ｇ）
ＤＳａｃｅ：アセチル基の置換度
ＤＳａｃｙ：アシル基の置換度
Ｍｗａｃｅ：酢酸の分子量
Ｍｗａｃｙ：他の有機酸の分子量
Ａｃｙ／Ａｃｅ：酢酸（Ａｃｅ）と他の有機酸(Ａｃｙ)とのモル比
１６２．１４：セルロースの繰り返し単位の分子量
１６．００：酸素の原子量
１．０１：水素の原子量
【００４７】
Ｂ．重量平均分子量（Ｍｗ）
セルロース脂肪酸エステルを濃度０．０１重量％となるようにクロロホルムに完全に溶解させＧＰＣ測定用試料とした。この試料を用い、以下の条件のもと、Ｗａｔｅｒｓ２６９０でＧＰＣ測定を行い、ポリスチレン換算により重量平均分子量（Ｍｗ）を求めた。
カラム：昭和電工社製Ｓｈｏｄｅｘ Ｋ−８０５Ｌ ２本連結
検出器：Ｗａｔｅｒｓ２４１０ 示差屈折計ＲＩ
移動層溶媒：クロロホルム
流速：１．０ｍｌ／分
注入量：２００μｌ
【００４８】
Ｃ．伸度
試料をオリエンテック社製テンシロン（ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＵＣＴ−１００）により、ＪＩＳ Ｌ １０１３（１９９９）（化学繊維フィラメント糸試験方法）に規定される定速伸長条件で破断伸度を測定した。なお、破断伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【００４９】
また、最内層の伸度は、ボビン表面から第１層のマルチフィラメントの伸度を測定した。最内層及び最外層を除く巻取り層の伸度として正規巻取り層の伸度を代表させ、パッケージ厚さの１／２と２／３の箇所からサンプリングして測定し、これら伸度の平均値を用いた。
【００５０】
Ｄ．高次加工性（製織性）
エアージェットルーム織機（津田駒工業社製ＺＡ１０３）を用い、緯打ちの製織を実施した。このときの、回転数：５１３ｒｐｍ、ヨコ糸密度：８２本／インチ、連続運転時間：２４時間での停台回数（回／日・台）を、下記式により算出した。
停台回数（回／日・台）＝総停台回数（回）／総生産量（ｍ）／１日１台生産量
１日１台生産量（ｍ／日・台）＝１４４０分×（織機回転数／ヨコ糸密度×２．５４／１００）×稼働率
製織性の評価は、停台回数が２．０回未満を◎、２．０回以上５．０回未満を○、５．０回以上を×とした。
【００５１】
Ｅ．高次製品の品位（織物品位）
得られた繊維にて製織を行った時のＣ反発生率で示した。すなわち、染色後の反物の検反を実施し、熟練検査員によってＡ反を◎、Ｂ反を○、Ｃ反を×との判定をし、Ａ，Ｂ反を合格、Ｃ反を不合格とした。
【００５２】
（実施例１）
セルロース（日本製紙（株）溶解パルプ、α−セルロース９２ｗｔ％）１００重量部に、酢酸２４０重量部とプロピオン酸６７重量部を加え、５０℃で３０分間混合した。混合物を室温まで冷却した後、氷浴中で冷却した無水酢酸１７２重量部と無水プロピオン酸１６８重量部をエステル化剤として、硫酸４重量部をエステル化触媒として加えて、１５０分間撹拌を行い、エステル化反応を行った。エステル化反応において、４０℃を越える時は、水浴で冷却した。反応後、反応停止剤として酢酸１００重量部と水３３重量部の混合溶液を２０分間かけて添加して、過剰の無水物を加水分解した。その後、酢酸３３３重量部と水１００重量部を加えて、８０℃で１時間加熱撹拌した。反応終了後、炭酸ナトリウム６重量部を含む水溶液を加えて、析出したセルロースエステルを濾別し、続いて水で洗浄した後、６０℃で４時間乾燥した。アセチル置換度は１．９、アシル（プロピオニル）置換度は０．５であり、重量平均分子量（Ｍｗ）は１２．８万であった。
【００５３】
得られたセルロース脂肪酸エステル８８重量％と平均分子量６００のポリエチレングリコール１２重量％を、二軸エクストルーダーを用いて２３０℃で混練し、５ｍｍ程度にカッティングしてセルロース脂肪酸エステル組成物ペレットを得た。
【００５４】
このペレットを８０℃、８時間の真空乾燥を行い、単軸エクストルーダーを用いて溶融させ、紡糸温度２６０℃とした溶融紡糸パックへ導入して、吐出量２８．０ｇ／ｍｉｎにて０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を３６ホール有した紡糸口金より紡出し、一方向からの冷却風によって冷却し、油剤を付与して収束させた後、１８００ｍ／ｍｉｎで回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介してワインダーにて巻取った。
【００５５】
上記巻取りにおける糸切り替え時において、初期の巻糸層がローラーベイルに接触するまでのマルチフィラメント張力を測定し、その張力がローラーベイル接触後のマルチフィラメント張力と同じになるようにスピンドルの回転速度を制御して巻取りを行うことにより、１５６ｄｔｅｘ、３６フィラメントのセルロース脂肪酸エステルマルチフィラメントの７．５ｋｇ巻きの巻き姿良好なチーズ状パッケージを得た。得られたチーズ状パッケージからマルチフィラメントを引き出し、最内層と正規巻取り層の伸度を測定したところ、正規巻取り層の伸度が２５％、最内層の伸度が２４％であった。
【００５６】
また、得られたセルロース脂肪酸エステルマルチフィラメントを経糸、緯糸に用い、エアージェットルーム織機（津田駒工業社製ＺＡ１０３、速度：５１３〔ｒｐｍ〕）で製織した。これらのチーズ状パッケージの最内層のテールと最外層のテールを結んで、製織性の評価を行ったところ、織機の停台回数は０回であった。また、得られた織物を液流染色機で、昇温速度２℃、常圧染色（染色温度を９５〜１００℃にコントロール）し、分散染料（黒）１重量％を用い６０分染色した。織物品位はＡ反であり、極めて良好であった。これらの評価結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
（実施例２）
紡糸速度を１０００ｍ／ｍｉｎに変更した以外は実施例１と同じ条件でチーズ状パッケージを得た。正規巻取り層の伸度は３８％、最内層の伸度は３６％であった。また、実施例１と同様に、製織、染色を行った結果、織機の停台回数は０回、織物品位はＡ反であり、良好であった。これらの結果を表１に示した。
【００５９】
（実施例３）
紡糸速度３５００ｍ／ｍｉｎに変更した以外は実施例１と同じ条件でチーズ状パッケージを得た。正規巻取り層の伸度は２０％、最内層の伸度は２０％であった。また、実施例１と同様に、製織、染色を行った結果、織機の停台回数は１回、織物品位はＡ反であり良好であった。これらの結果を表１に示した。
【００６０】
（比較例１）
糸切り替え後、スピンドルの回転速度の制御を行わなかったこと以外は実施例１と同じ条件でチーズ状パッケージを得た。得られたチーズ状パッケージからフィラメントを引き出し、物性測定を行ったところ、正規巻取り層の伸度は２５％、最内層の伸度は１９％であった。また、実施例１と同様に、製織、染色を行った結果、織機の停台回数は３回、織物品位はＣ反であり、高次加工性、品位に満足するものではなかった。織機の停台、織物欠点はパッケージ内層に相当する箇所で発生した。これらの結果を表１に示した。
【００６１】
（比較例２）
紡糸速度を６００ｍ／ｍｉｎに変更した以外は実施例１と同じ条件でチーズ状パッケージを得た。得られたフィラメントの伸度は正規巻取り層の伸度４８％、最内層の伸度４５％であった。また、実施例１と同様に、製織、染色を行った結果、織機の停台回数は０回、織物品位はＣ反であり、品位に満足するものではなかった。織物欠点は、パッケージの内層、表層に関係ない箇所で発生した。これらの結果を表１に示した。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージの形成に使用されるターレット型巻取機の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 本体フレーム
２ ターレット盤
３ａ，３ｂ スピンドル
４ａ，４ｂ ボビン
５ａ パッケージ
６ ローラーベイル
７ 昇降ボックス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステル７５〜９５重量％と、多価アルコール系可塑剤５〜２５重量％とを含む組成物を製糸化し、伸度を２０〜４０％にしたマルチフィラメントをボビンに巻付けたチーズ状パッケージであって、前記パッケージの最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度と、該最内層と最外層を除く巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にしたセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ。
【請求項２】
前記セルロース脂肪酸エステルがセルロースアセテートプロピオネートである請求項１に記載のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ。
【請求項３】
前記パッケージの重量が４〜２０ｋｇである請求項１または２に記載のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ。
【請求項４】
前記マルチフィラメントの総繊度が１０〜３００ｄｔｅｘで、短繊維繊度が０．６〜６ｄｔｅｘである請求項１、２または３に記載のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ。
【請求項１】
アシル基の少なくとも一部が炭素数３〜１８であるセルロース脂肪酸エステル７５〜９５重量％と、多価アルコール系可塑剤５〜２５重量％とを含む組成物を製糸化し、伸度を２０〜４０％にしたマルチフィラメントをボビンに巻付けたチーズ状パッケージであって、前記パッケージの最内層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度と、該最内層と最外層を除く巻取り層に巻付けられたマルチフィラメントの伸度との差を５％以下にしたセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ。
【請求項２】
前記セルロース脂肪酸エステルがセルロースアセテートプロピオネートである請求項１に記載のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ。
【請求項３】
前記パッケージの重量が４〜２０ｋｇである請求項１または２に記載のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ。
【請求項４】
前記マルチフィラメントの総繊度が１０〜３００ｄｔｅｘで、短繊維繊度が０．６〜６ｄｔｅｘである請求項１、２または３に記載のセルロース脂肪酸エステル繊維のチーズ状パッケージ。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１３３５７３（Ｐ２００８−１３３５７３Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２２３９０（Ｐ２００６−３２２３９０）
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]